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【摘 要】 随着科技的发展，我国经济社会也实现了快速发展，近来我国多数城市出现了雾霾天气，空气质量问题成为人们关注的焦点。PM2.5可以对环境空气质量进行科学的监测和评价，通过对PM2.5的监测方法及其研究进展进行概述，探讨了不同测试方法的对比研究，以期为今后PM2.5的监测及评价标准提供理论基础。
【关键词】 PM2.5;监测;对比
PM2.5可以称之为可入肺颗粒物，是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，含有大量的有毒、有害物质。研究人员指出：由于含有许多致癌和有毒物质的PM2.5会沉降在人体的呼吸道中，因此，对于人体的危害相当严重[1]。尤其是近几年，我国东北、华北，甚至华南等地频频出现严重的雾霾天气，更是让人将PM2.5作为了我国环境科学中亟待解决的问题。该文通过对于PM2.5的及其监测方法的对比进行概述，旨在为PM2.5的监测技术及环境科学的发展提供一定的参考。
1 PM2.5概述
PM2.5主要的化学组成成分为有机碳、粉尘、碳黑、硫酸铵以及硝酸铵五类。其中，有机碳、粉尘以及碳黑为一次颗粒物，硫酸铵及硝酸铵为二次颗粒物，是人类生产活动中产生的废气等在光化学反应中形成的二次污染物[2]。人为排放的化石燃料等的燃烧产物以及工业粉尘等均可以转化生成二次污染物，而对人体产生比自然形成的PM2.5更大的影响。自PM2.5国家标准的颁布，对于其监测及空气质量的评价具有极为重要的意义。
1.1 PM2.5的来源
工业废气的排放。从近期的调查中可以进一步发现，工业源的废气排放虽经过除尘，但所排放的气体中含有的剩余的烟尘可以形成PM2.5，并且这一途径是PM2.5形成的主要来源，废气中含有的烟尘在大气环境中经过扩散后的化学反应就会造成了PM2.5浓度上升，严重的会导致雾霾天气的出现。
机动车尾气的排放。燃油车所产生的尾气中含有一氧化碳以及氮氧化物等，这些有害元素也是PM2.5的直接来源。曾有专家指出，燃油机动车尾气中78%～85%的颗粒性物质都是PM2.5。
道路与施工中产生的扬尘。许多道路或施工中的悬浮颗粒物质也是PM2.5形成的因素之一。因建筑施工或机动车产生的扬尘受重力的影响而沉降到地而，并且这种情况会随着时间的推移而增加PM2.5的浓度。因此，道路与施工中的扬尘对PM2.5浓度增加有促进作用，而且直接关系到人们的呼吸健康。
1.2 PM2.5 超标的危害
经研究发现，PM2.5颗粒上吸附的有害及有毒物质的直径越小，它的致突变作用越强[2-3]。现阶段的研究结果和现实生活表明，仅仅对PM10进行监测是远不能满足人们对于生活质量及身体健康的要求。对于其突变作用的研究，国内外关于PM2.5对人体遗传方面的影响研究已有了较多的了解[4-5]，其中部分结果表明，PM2.5颗粒物对于人肺泡上皮细胞等都有损伤作用;也有研究表明，双亲与其孩子都患有呼吸系统病症也与PM2.5的有直接关系，其浓度越大，患病机率越高。
2 PM2.5的监测方法
目前，PM2.5的监测方法主要有以下几种，分别为重量法、微量振荡天平法、β射线吸收法以及光散射法。
2.1重量法
重量法是三种监测方法中最直接且最可靠的方法。即是将PM2.5用滤膜截留，之后用电子天平对滤膜进行称重，从而获得PM2.5的监测结果。在此过程中，极其细小的颗粒可以穿过滤膜，从而截留0.3 μm以上的颗粒。重量法的监测虽然较为直接，但其操作过程比较复杂，并且需要人工操作，这样会消耗大量的人力与时间[6]。
2.2微量振荡天平法
微量振荡天平法的工作原理是通过空气自采样器粗头向细头出的过程，将其截留在采样器的滤芯上，细头在电场的作用下以一定的频率振荡，其频率与细头重量的平方根成反比，从而计算出所收集的PM2.5的重量。这一方法可以自动且连续的监测空气质量，也被我国多个地区所使用[6-7]。
2.3 β射线吸收法
β射线吸收法是将收集到的PM2.5利用一束β射线照射，射线透过滤纸和颗粒物而被衰减，其衰减程度与PM2.5的重量成正比。这种方法同样也可以实现自动且连续的监测，被应用于大气环境监测业务中。
2.4光散射法
光散射法是利用散射理论及颗粒物的各参量来反映颗粒物质量的浓度，根据测量颗粒物受光照后所发出的散射光信号的大小来测定。然而，由于光的散射与颗粒物浓度间的关系受到多种因素影响，所以它们之间的关系随时都有可能有所改变，因此，这种方法还有不确定性，还需要对标准方法进行不断的校正[6-7]。
3 监测方法的比较
3.1我国监测方法对比测试概况
中国环境监测总站于2011年对PM2.5的自动监测方法进行比对测试，对于不同原理、不同厂家的监测仪进行在不同环境中的单机比对测试。据报道，2012年，监测总站分别于北京、济南、上海、广州等几个主要城市进行了比对测试，并且对于监测数据的有效性、分析天平的负载量以及采样地风速的条件进行了严格的要求。将监测结果进行回归分析后，对各监测方法的评价标准进行认证，最终选用最为科学、合理的监测方法[8]。
3.2监测方法测试结果
据报道，第一阶段的比对测试已经完成，中国环境监测总站印发了《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求（试行）》的通知，用以指导第一阶段PM2.5监测能力的建设。测试结果表明，几种监测方法中均有不足之处，其中微量振荡天平法需加装膜动态测量系统，此外，β射线吸收法需要加装动态加热系统，进行测试的监测方法及仪器总体合格，还需进一步改进。
3.3国外监测方法概况
国外PM2.5自动监测仪的性能指标和补偿措施的验证是在PM2.5低浓度条件下进行的。目前，经美国EPA认证的PM2.5监测仪均有固定的基本配置和工作参数设置，以最大限度地保证数据的准确性。其中，微量振荡天平法是世界主流的监测技术，而对于监测仪器的改进还需要进一步商榷。在欧美、日本、韩国等发达国家也是采取相类似的监测方法，但是各国对于监控数据的处理方法却存在一定差异，这主要是由于各国确定的监测标准不同。
4 结束语
面对我国近来严重的雾霾天气，研究分析其PM2.5高浓度水平和成因的情况极其复杂，因此如何解决和设备原有的PM2.5监测方法，进行比对以及验证条件方面的实验，从而更准确的对PM2.5进行实时监测至关重要。有关于监测的方法有需要大量的数据进行比对，因此，更应建立符合我国国情的监测设备及技术，制定更为规范的标准及方法，为理加深入的研究PM2.5，以期解决其对环境的污染问题。
参考文献：
[1]张昭，刘弘，田秀君.PM2.5监测技术的研究进展[J].科技创新导报，2013（3）：44、46.
[2] Carero ADP，Hoet PHM，Verschaeve L，et al.[J].Envir -omental and Molecular Mutagenesis，200l，37（2）：155-l63.
[3] Mae shi ma E，l iang XM. Arch ive s of Enviro- mental Health，2002，57 （5）：425.
[4] Van M J M，Borm P J. Inhal Toxicol，1999，11（12）：1123-1141.
[5] NehIs，Peter，et a l . Environmental Health Perspecives. 1997，105 （SuppI 5）：1291-1296.
[6]王媛，賈晓.PM2.5的监测技术及现状[J]. 科技向导，2013（11）：29、76.
[7]傅敏宁，郑有飞，徐星生，等. PM2.5 监测及评价研究进展[J]. 气象与减灾研究，2011，34（4）：1-6.
[8]但德忠. 环境空气PM2.5监测技术及其可比性研究进展[J]. 2013，39（2）：1-5.
【关键词】 PM2.5;监测;对比
PM2.5可以称之为可入肺颗粒物，是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，含有大量的有毒、有害物质。研究人员指出：由于含有许多致癌和有毒物质的PM2.5会沉降在人体的呼吸道中，因此，对于人体的危害相当严重[1]。尤其是近几年，我国东北、华北，甚至华南等地频频出现严重的雾霾天气，更是让人将PM2.5作为了我国环境科学中亟待解决的问题。该文通过对于PM2.5的及其监测方法的对比进行概述，旨在为PM2.5的监测技术及环境科学的发展提供一定的参考。
1 PM2.5概述
PM2.5主要的化学组成成分为有机碳、粉尘、碳黑、硫酸铵以及硝酸铵五类。其中，有机碳、粉尘以及碳黑为一次颗粒物，硫酸铵及硝酸铵为二次颗粒物，是人类生产活动中产生的废气等在光化学反应中形成的二次污染物[2]。人为排放的化石燃料等的燃烧产物以及工业粉尘等均可以转化生成二次污染物，而对人体产生比自然形成的PM2.5更大的影响。自PM2.5国家标准的颁布，对于其监测及空气质量的评价具有极为重要的意义。
1.1 PM2.5的来源
工业废气的排放。从近期的调查中可以进一步发现，工业源的废气排放虽经过除尘，但所排放的气体中含有的剩余的烟尘可以形成PM2.5，并且这一途径是PM2.5形成的主要来源，废气中含有的烟尘在大气环境中经过扩散后的化学反应就会造成了PM2.5浓度上升，严重的会导致雾霾天气的出现。
机动车尾气的排放。燃油车所产生的尾气中含有一氧化碳以及氮氧化物等，这些有害元素也是PM2.5的直接来源。曾有专家指出，燃油机动车尾气中78%～85%的颗粒性物质都是PM2.5。
道路与施工中产生的扬尘。许多道路或施工中的悬浮颗粒物质也是PM2.5形成的因素之一。因建筑施工或机动车产生的扬尘受重力的影响而沉降到地而，并且这种情况会随着时间的推移而增加PM2.5的浓度。因此，道路与施工中的扬尘对PM2.5浓度增加有促进作用，而且直接关系到人们的呼吸健康。
1.2 PM2.5 超标的危害
经研究发现，PM2.5颗粒上吸附的有害及有毒物质的直径越小，它的致突变作用越强[2-3]。现阶段的研究结果和现实生活表明，仅仅对PM10进行监测是远不能满足人们对于生活质量及身体健康的要求。对于其突变作用的研究，国内外关于PM2.5对人体遗传方面的影响研究已有了较多的了解[4-5]，其中部分结果表明，PM2.5颗粒物对于人肺泡上皮细胞等都有损伤作用;也有研究表明，双亲与其孩子都患有呼吸系统病症也与PM2.5的有直接关系，其浓度越大，患病机率越高。
2 PM2.5的监测方法
目前，PM2.5的监测方法主要有以下几种，分别为重量法、微量振荡天平法、β射线吸收法以及光散射法。
2.1重量法
重量法是三种监测方法中最直接且最可靠的方法。即是将PM2.5用滤膜截留，之后用电子天平对滤膜进行称重，从而获得PM2.5的监测结果。在此过程中，极其细小的颗粒可以穿过滤膜，从而截留0.3 μm以上的颗粒。重量法的监测虽然较为直接，但其操作过程比较复杂，并且需要人工操作，这样会消耗大量的人力与时间[6]。
2.2微量振荡天平法
微量振荡天平法的工作原理是通过空气自采样器粗头向细头出的过程，将其截留在采样器的滤芯上，细头在电场的作用下以一定的频率振荡，其频率与细头重量的平方根成反比，从而计算出所收集的PM2.5的重量。这一方法可以自动且连续的监测空气质量，也被我国多个地区所使用[6-7]。
2.3 β射线吸收法
β射线吸收法是将收集到的PM2.5利用一束β射线照射，射线透过滤纸和颗粒物而被衰减，其衰减程度与PM2.5的重量成正比。这种方法同样也可以实现自动且连续的监测，被应用于大气环境监测业务中。
2.4光散射法
光散射法是利用散射理论及颗粒物的各参量来反映颗粒物质量的浓度，根据测量颗粒物受光照后所发出的散射光信号的大小来测定。然而，由于光的散射与颗粒物浓度间的关系受到多种因素影响，所以它们之间的关系随时都有可能有所改变，因此，这种方法还有不确定性，还需要对标准方法进行不断的校正[6-7]。
3 监测方法的比较
3.1我国监测方法对比测试概况
中国环境监测总站于2011年对PM2.5的自动监测方法进行比对测试，对于不同原理、不同厂家的监测仪进行在不同环境中的单机比对测试。据报道，2012年，监测总站分别于北京、济南、上海、广州等几个主要城市进行了比对测试，并且对于监测数据的有效性、分析天平的负载量以及采样地风速的条件进行了严格的要求。将监测结果进行回归分析后，对各监测方法的评价标准进行认证，最终选用最为科学、合理的监测方法[8]。
3.2监测方法测试结果
据报道，第一阶段的比对测试已经完成，中国环境监测总站印发了《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求（试行）》的通知，用以指导第一阶段PM2.5监测能力的建设。测试结果表明，几种监测方法中均有不足之处，其中微量振荡天平法需加装膜动态测量系统，此外，β射线吸收法需要加装动态加热系统，进行测试的监测方法及仪器总体合格，还需进一步改进。
3.3国外监测方法概况
国外PM2.5自动监测仪的性能指标和补偿措施的验证是在PM2.5低浓度条件下进行的。目前，经美国EPA认证的PM2.5监测仪均有固定的基本配置和工作参数设置，以最大限度地保证数据的准确性。其中，微量振荡天平法是世界主流的监测技术，而对于监测仪器的改进还需要进一步商榷。在欧美、日本、韩国等发达国家也是采取相类似的监测方法，但是各国对于监控数据的处理方法却存在一定差异，这主要是由于各国确定的监测标准不同。
4 结束语
面对我国近来严重的雾霾天气，研究分析其PM2.5高浓度水平和成因的情况极其复杂，因此如何解决和设备原有的PM2.5监测方法，进行比对以及验证条件方面的实验，从而更准确的对PM2.5进行实时监测至关重要。有关于监测的方法有需要大量的数据进行比对，因此，更应建立符合我国国情的监测设备及技术，制定更为规范的标准及方法，为理加深入的研究PM2.5，以期解决其对环境的污染问题。
参考文献：
[1]张昭，刘弘，田秀君.PM2.5监测技术的研究进展[J].科技创新导报，2013（3）：44、46.
[2] Carero ADP，Hoet PHM，Verschaeve L，et al.[J].Envir -omental and Molecular Mutagenesis，200l，37（2）：155-l63.
[3] Mae shi ma E，l iang XM. Arch ive s of Enviro- mental Health，2002，57 （5）：425.
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[7]傅敏宁，郑有飞，徐星生，等. PM2.5 监测及评价研究进展[J]. 气象与减灾研究，2011，34（4）：1-6.
[8]但德忠. 环境空气PM2.5监测技术及其可比性研究进展[J]. 2013，39（2）：1-5.